نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• فاطمه درگاهیان ¹
• آزاده گوهردوست ²
• سکینه لطفی نسب اصل ³
• سارا تیموری ⁴

¹ دانشیار پژوهش، عضو هیئت علمی بخش تحقیقات بیابان، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

² کارشناس ارشد پژوهشی، بخش تحقیقات بیابان، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

³ استادیار پژوهشی، عضو هیئت علمی بخش تحقیقات بیابان، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

⁴ استادیار پژوهشی، عضو هیئت علمی بخش تحقیقات جنگل و صنوبر، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

چکیده

سابقه و هدف
مطالعات زیادی نقش کشورهای همسایه را به‌طور موردی در گردوغبار جنوب‌غرب ایران (خوزستان) بررسی کرده‌اند اما اینکه در بین کشورهای همسایه کدام کشور و در بخش‌های مختلف یک کشور کدام قسمت بیشترین اثر را در گسیل گردوغبار به جنوب‌غرب ایران دارد، مطالعه نشده است. در این تحقیق پس از آشکارسازی رخداد گردوغبار، با استفاده از شاخص AOD و ردیابی مسیر آن توسط مدل هایسپلیت مهمترین منابع گسیل گردوغبار مؤثر بر جنوب‌غرب ایران، شناسایی شدند.
مواد و روش‌ها
به‌منظور شناسایی مناطق خارجی مؤثر بر گسیل گردوغبار به استان خوزستان، از سال 2003 تا سال 2017، یک روز قبل از گزارش پدیده گردوغبار، روز رخداد گردوغبار و یک روز بعد، بر روی تصاویر مادیس، با انتخاب الگوریتم مناسب رخداد گردوغبار آشکارسازی شد. برای هر رخداد گردوغباری سه شرط اعمال شد؛ گسترش مکانی در بیش از 50 درصد ایستگاه‌های سینوپتیک منطقه مورد مطالعه، میدان دید افقی کمتر از 5 کیلومتر و ثبت رخداد در بیش از سه گزارش سینوپ متوالی. با توجه به بررسی‌های انجام شده، ورود گردوغبار به ایران عموماً در تراز پایین و میانی جو حادث می‌شود، بنابراین در سه سطح 500، 1000 و 1500 متر بررسی مسیر ورود گردوغبار انجام شد. در تصاویر مربوط به مدلHYSPLIT ، خروجی روش HYSPLIT در روز رخداد به همراه تصویر AOD مربوط به روز قبل از رخداد گردوغبار در خوزستان برای تمام روزها و سال‌ها قرار داده شد. به این ترتیب مناطقی که بیشترین گسیل گردوغبار به سمت خوزستان را داشتند شناسایی شدند و مناطقی که حداقل 30 بار با استفاده از بررسی میزان غلظت AOD در روزهای قبل از وقوع گردوغبار، به‌عنوان مناطق و مراکز تشکیل و یا تشدید و گسیل گردوغبار بودند، شناسایی و نتایج آن برای هر سال و در نهایت کل دوره پهنه‌بندی شد و سهم مهمترین مناطق مؤثر بر گردوغبار خوزستان به ترتیب اولویت مشخص گردید.
نتایج
بررسی خروجی تمام رخدادهای گردوغبار مورد مطالعه نشان داد طی سال‌های مختلف مناطق مختلفی بیشترین سهم را در گسیل گردوغبار به خوزستان داشته‌اند؛ در سال 2003 شمال و شرق عربستان بیشترین گسیل گردوغبار به سمت خوزستان را داشته و به همین ترتیب در سال‌های بعد، در سال 2004 مرز بین عراق و سوریه، در سال 2005 عربستان، در سال 2006 جنوب عراق، در سال 2007، جنوب و جنوب‌شرق عراق، در سال 2008، جنوب و جنوب‌شرق عراق، در سال 2009، جنوب‌غرب عراق، شمال عراق، شمال و شرق عربستان، در سال 2010، جنوب و جنوب‌غرب عراق، در سال 2011، غرب عراق، جنوب عراق، شمال و شرق عربستان، در سال 2012، جنوب و جنوب‌غرب عراق، در سال 2013، جنوب و جنوب‌غرب عراق، در سال 2014، شمال و شرق عربستان، در سال 2015 شمال و شرق عربستان، در سال 2016 مرز عراق و سوریه، غرب عراق و جنوب عراق، در سال 2017، مرز بین عراق و سوریه. در طول دوره مورد مطالعه (2003 تا 2017) بیشترین سهم در گسیل گردوغبار؛ شرق عراق، مرز بین عراق و سوریه، جنوب عراق، شمال و شرق عربستان بوده است.
نتیجه‌گیری
عراق با 8/68 درصد بیشترین سهم را در گسیل گردوغبار ورودی به استان خوزستان دارد و عربستان، سوریه و کویت به ترتیب در رتبه‌های بعدی قرار دارند. با توجه به تغییرات اقلیمی پیش‌رو و تلاش مضاعف کشورهای بالادست آب از طریق احداث سدهای خاکی، کشور عراق به منبع عظیمی از گردوغبار مبدل خواهد شد. گردوغبار تولید شده در این کشور به دلیل قرارگیری در مسیر سیستم‌های سینوپتیک به سمت ایران، اثرهای زیست محیطی زیادی در سال‌های اخیر به‌ویژه در زوال جنگل‌های زاگرس داشته است. شناسایی مناطقی که بیشترین گسیل گردوغبار را دارند، برنامه‌ریزان و تصمیم‌گیرندگان را برای اتخاذ دیپلماسی مناسب و کارآمد در کنترل و کاهش اثرهای ریزگرد منطقه‌ای یاری می‌کند.

کلیدواژه‌ها

• کشورهای همسایه
• منشأ گردوغبار
• تصاویر مادیس
• مدل هایسپلیت
• ردیابی

عنوان مقاله [English]

Determining the contribution of neighboring countries in the emission of dust to Khuzestan province

نویسندگان [English]

• Fatemrh Dargahian ¹
• Azadeh Gohardoust ²
• Sakineh Lotfinasabasl ³
• Sara Teimouri ⁴

¹ Associate Professor, Research institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran

² Researcher, Desert research division, Research Institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran.

³ Assistant Professor, Research institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Iran

⁴ Assistant Professor, Poplar and fast growing trees Research Division, Research Institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Terhran, Iran.

چکیده [English]

Background and Objectives
Numerous studies have individually examined the influence of neighboring countries on dust generation in southwestern Iran (Khuzestan). However, the specific countries and regions within those countries with the most significant impact on dust events in the southwest still need to be clarified. This study aimed to identify the primary sources of dust emissions affecting Khuzestan using the Aerosol Optical Depth (AOD) index for dust detection and the HYSPLIT model for tracing dust pathways.
Methodology
Dust events in Khuzestan province from 2003 to 2017 were identified using MODIS imagery and a suitable dust detection algorithm. Three criteria were applied to each event: spatial extent exceeding 50% of synoptic stations, horizontal field of view less than 5 km, and detection in at least three consecutive synoptic reports. Considering typical dust ingress into Iran at lower and middle atmospheric layers, dust pathways were investigated at 500, 1000, and 1500 meters above ground level. HYSPLIT model outputs for dust event days were combined with AOD images from each year's day before the event in Khuzestan. Areas with the highest dust emissions towards Khuzestan were identified by analyzing AOD concentrations in the days preceding dust events. Regions exceeding a threshold of 30 times the AOD concentration were designated as dust sources or intensification zones. This analysis was performed for each year and the entire period, allowing for prioritization of the most significant dust source areas.
Results
Our analysis of dust events revealed that different regions dominated dust emissions toward Khuzestan across the study period. In 2003, northern and eastern Arabia contributed the most dust. Subsequent years exhibited varying source regions, including the Iraq-Syria border (2004), Saudi Arabia (2005), southern Iraq (2006), southern and southeastern Iraq (2007-2008), southwestern Iraq and northern Iraq alongside northern and eastern Arabia (2009), southern and southwestern Iraq (2010), western, southern, and northern/eastern Iraq alongside Arabia (2011), and again southern and southwestern Iraq (2012-2013). In 2014 and 2015, northern and eastern Arabia re-emerged as the primary source. Finally, the Iraq-Syria border, western Iraq, and southern Iraq were identified as dominant sources in 2016 and 2017, respectively. Across the entire study period (2003-2017), eastern Iraq, the Iraq-Syria border, southern Iraq, and northern and eastern Arabia emerged as the most significant dust source regions impacting Khuzestan.
Conclusion
Our analysis revealed that Iraq contributes the highest proportion of dust emissions impacting Khuzestan province (68.8%), followed by Saudi Arabia, Syria, and Kuwait. Considering anticipated climate change and intensified dam construction activities in upstream countries, particularly Iraq, dust generation will likely worsen. The dust originating from these regions, situated along the path of synoptic systems towards Iran, has significantly impacted the environment, especially the Zagros forests. Identifying the primary dust source areas empowers policymakers to develop tailored and effective diplomatic strategies for controlling and mitigating the effects of regional fine dust.

کلیدواژه‌ها [English]

• Neighboring countries
• Origin of dust
• Modis images
• HYSPLIT model
• Tracking